数显式β值测量电路设计报告..doc

北 京 化 工 大 学 信息科学与技术 学院 自动化专业 课 程 设 计 题目 数显式β测量电路 说明书页 26页 图纸页 3页 班级: 自实1101 姓名: 汤凤娜 学号: 2011014010 同组人: 田力 指导教师: 曹晰 2013年9月11日 目录 一、课程设计的任务及基本要求 二、逻辑框图设计 三、逻辑电路的设计及参数计算 四、安装调试步骤及遇到的问题 五、印刷线路板设计 六、体会及建议 七、参考文献 八、附录（元件使用说明） 九、附图（框图 逻辑图 印刷线路板图） 一、课程设计的任务及基本要求 三极管的电流放大系数—β值可以用晶体管特性图示仪来进行测量，但存在着读数不直观和误差较大等缺点，因此本课题要求设计一个“三极管β值的数显式测量电路”。 Ⅰ. 具体任务和要求 1、可测量NPN硅三极管的直流电流放大系数β≤199。 测试条件： ①IB＝10mA，允许误差±2％ 。 ②14V＜VCE＜16V ，且对不同β值的三极管，VCE的值基本不变。 2、该测量电路制作好以后，在测量过程中不需要进行手动调节，便可自动满足上述测试条件。 3、用两只LED数码管和一只发光二极管构成数字显示器。发光二极管用来显示最高位，它的亮状态和暗状态分别用来代表1和0，两只数码管分别用来显示十位和个位，即数字显示器可显示不超过199的正整数和0。 4、测量电路设有测三极管的三个插孔，分别标上E、B和C。当被测三极管的发射极、基极和集电极分别插入E、B和C插孔时，接通电源后，数字显示器就自动显示出被测三极管的β值，响应时间不超过2秒钟。 5、在温度不变的条件下，本测量电路误差之绝对值不超过 ，这里的N是数字显示器的读数。 6、数字显示器显示的读数显示应当清晰，而且显示周期的长短要合适。例如，当β=24.5时，个位数码管可能交替显示4和5。在这种情况下，如果显示周期太短（例如0.01s），由于人的眼睛的滞留效应（滞留时间大约为0.1s），就不能清除地看到4和5这两个数字，反而看起来像9，它是4和5迭加的结果（对于LED七段数码管而言）。显然，不允许出现这种现象。 Ⅱ. 限定使用的主要元器件 通用型集成运放 LM324 高阻型集成运放 LF351 通用型集成电压比较器 LM311 集成定时器 NE555 2/5十进制计数器 74LS90 BCD—七段译码器 74LS47 双D上升沿触发器 74LS74 六施密特反相器 74LS14 四2输入与非门 CC4011 共阳极LED七段数码管 二、逻辑框图设计 框图设计：就是方案设计。即由给定的任务书，定出实现它的整体方案（确定主要功能块—单元电路及相互联系），并用方框图表示出来。可参考电子技术设计课程指南（张诚庆、杨丽华）P4图1—3，比较二者的异同点，用B5纸画出。 三、逻辑电路的设计及参数计算 主要单元电路的设计和参数计算： ? β—VX转换电路； ? VX—f 转换电路：压控振荡器； ? 计数时间产生电路； ? 计数、译码、显示电路； ? 清0信号产生电路等。 1．β-VX转换电路 Vx = βIb×R2 后面还应加一个电流到电压的转换电路从而构成——电压并联负反馈。 如图所示，β—的转换电路是由运放LM324和电阻R1、R2、R3等元件组成的固定偏流电路。对于三极管，在放大区基本保持不变，并且对于不同的，的值也不同，因此要求固定=10uA,14V＜＜16V，且对于不同的β值，不变，则集电极回路中既不能有Rc,也不能有Re。 根据运放的反相端为虚地，可将三极管的射极直接接到-15V的电源上，即可满足14V＜＜16V。 根据运放LM324反相输入端虚地以及IB=10μA的条件，则R1=1.5M。[R1=（15-0.7）V/10μA] 运放LM324和R2、R3构成的电压并联负反馈使 ∝ ，所以取为运放电路的输入电流。由图不难看出，由于运放虚地条件以及它不取电流，并且=β